月球这么大一颗星球,要是高速撞上地球,那对地球本身而言都是一场浩劫,更别谈地球上的生物了。但有一个很有意思的想法是,如果把月球轻轻地放在地球上,就不会发生“碰撞事故”了。
现在我们就来假设一下,假如这种情况真的发生了,会发生什么事?它们会合并成一颗“葫芦星球”吗?
通常来讲,我们都会认为地球和月球都是岩石星球,也就是说它们就是两个大石块,我们将月球这个“小石块”轻轻地放在地球这个“大石块”上面,它们就会合并成一颗“葫芦星球”。但实际上,这样的事情不会发生。
月球之所以围绕地球公转,是因为地球强大的引力。牛顿告诉我们,引力的大小与距离的平方成反比,因此,在月球的不同部位,其受到的地球引力的大小是不一样的,例如月球背对着地球的一面受到的引力,就比月球正对着地球的一面要小很多。
在月球现在的位置上,因为距离地球比较远,所以这种不同部位的引力差所造成的效果并不明显,但是如果月球与地球之间的距离小到一定的程度,这种引力差就不容小觑了。事实上,当月球与地球的距离缩小到1万多公里的时候(这个距离被称之为“洛希极限”),整个月球就会被地球的引力撕碎。
不管怎么做,我们要把月球轻轻地放在地球上,都必然有一个月球与地球距离渐进的过程。很显然,月球并不会平安地到达地球表面,它会在进入地球的洛希极限之后变成碎片。这些碎片中的大部分会成为地球的星环,少部分可能会坠向地球,可以想象的是,地球表面将会遭受一波规模巨大的“密集轰炸”。
不过既然是思想实验,我们大可跳过这一步,直接假设月球被瞬间传送到地球表面,好吧,我们继续来看会发生什么事。
当一个天体的质量足够大的时候,其产生的引力就可以驱使组成自身的物质向相对较低处移动,在这种情况下,这些物质就会产生类似流体的表现。根据流体静力学,只有当流体变成球形时才能达到流体静力平衡,正因为如此,我们才可以看到,在宇宙中的那些质量较大的天体都是球体。
地球和月球看起来像是一块大石头,但实际上它们却是很多分散的物质通过引力凝聚在一起的天体。因此,在星球级的尺度下,我们可以将地球和月球看成是两粒“大水滴”。
想象一下,把一粒较小的水滴轻轻地放在一粒较大的水滴上,会发生什么事?是的,它们会融合在一起。而对于月球和地球来说,这种融合将会非常的壮观,因为在这个过程中,会伴随着强大的能量释放。
释放的能量来自于月球的重力势能,它是指月球因为地球的重力作用而具备的能量,其计算公式为Ep=mgh,其中m代表研究对象的质量,g代表地球的重力加速度,h代表研究对象的高度。
我们可以看到,月球离地球表面越远的部位,其重力势能就越高。根据相关数据,月球的直径为3400多公里,质量为地球的81分之1,由此可以想象月球所具备的重力势能是多么的巨大。
这些重力势能中的绝大部分,都会在月球和地球的融合过程中转化为热能,因为宇宙空间中的热能只能靠效率低下的辐射传递,所以这些热能在短时间不会流失,它们会使整个地球变成一颗熔岩星球。
综上所述,如果把月球轻轻地放在地球上,它们是不会合并成一颗“葫芦星球”的,当这样的情形发生时,它们会融合成一个更大的天体,整个过程如下图所示。
可能有人会认为,地球的地壳很坚硬,说不定地壳还可以抵挡一下。其实数据就可以说明一切,地球上地壳的平均厚度只有大约17公里,而地球的半径却为6371公里,就算地壳很坚硬(实际上不是),它也只不过是类似鸡蛋的壳一样脆弱的存在。